jl7gmnのblog

yahooブログから移行してきました。アマチュア無線を中心としたブログです。

JR-310プチレストアその30

JR-310のFM復調回路のスケルチをNチャンネルFETで検討を開始して、POPノイズもノイズの音漏れもなくなって、うまく行ったと思い、パターンまで修正しました。昨日、うまい具合に10mFMがオープンしていましたので、まずは動作確認ということで、FETで作り直したスケルチの動作の確認をしました。ある程度のキャリアが入るとスケルチがポップノイズもまったくなく、うまい具合に動作してくれました。ところが、です。肝心のFM復調音声がAFアンプから聞こえないのです。FM検波出力はオシロスコープで見るときちんと検波出力が出ています。スケルチ回路を通さないでAFアンプ入力に繋ぐと音声信号がちゃんと出ています。このスケルチ回路の問題です。音声電波信号が入っているのですが、キャリアでスケルチが反応するだけで、検波信号が聞こえません。いわゆるアンプ動作していない回路でした。

スケルチのみの動作だけでした。アンプとしての動作でのスケルチにはなっていませんでした。早速他の方法を考えることにします。
よく使われるアナログ信号用のSW−ICでためしてみます。4066系の4016の双方向性型のANALOGスイッチ用ゲートがたくさんあるので、もったいないのですが、4回路中の1回路のみ使いブレッドボードに組みました。1−2PIN間がSWでコントールは13PINです。この4016は入力出力を1/2VCCにする条件があります。抵抗分圧した5Vの半分の2.5Vに470kから1Mぐらいの抵抗でプルアップ接続です。入力と出力はDCカットのCをいれ信号のみ通す様にします。
下記の海外のサイトを参考にしました。


参考箇所は4016を使ったsingle cell swです。

コントロール13PINはトランジスタ2石で現行のノイズ検波回路の論理に合わせました。
HレベルでSQ OFF(FM検波出力ノイズあり)
LレベルでSQ ON動作   (FM検波出力カット)

アナログ信号用だけにON-OFF時の今までのようにな問題は何一つありません。ディスクリート回路で組んだのとは雲泥の差です。音漏れも、ポップノイズもない、メーカー製の無線機のSQ動作と同じ様に動作しました。

4016-ANALOG-SW

SQ動作の問題ない点は最高ですが、ゲートICとコントロール2石のトランジスタや抵抗をパターンに入れるスペースがありません。まずはきれいなSQ動作確認したところで、別のもっとシンプルなSQ回路(MUTE回路、またはSW回路)検討です。今の4016のSWは4回路ありますが、ディスクリートで1回路分できないかと言う点で情報をググって見ました。このページではPチャンネルのFETでのSWがありましたが、手持ちの関係上NチャンネルFETで探してみました。
探せばあるものです。ドレイン−ソース間がSWとなり、ゲートにダイオードのアノード接続そしてカソードは抵抗で電源プルアップ、このカソードを1.5kでGNDへ落とすとSWオフとなる回路がありました。この1.5kの変わりにノイズ検出回路の論理出力が同じなので、ここにつなぐという方法です。早速ブレッドボードで組み上げました。入出力のコンデンサは手持ちで消費したい0.01uF500Vがたくさんあるのでこれでやっています。ボードには秋月購入のコンデンサで実装です。N-CHANNEL FETは2SK19GRですDIODEは1S4148です。この回路ならばかんたんにボードに差し替えて入れられます。
まずは動作についてですが、4016と同じくとても良いSQ動作です。今日も10mFMオープンしていて実験日よりでした。文句ないほどSQのオープンクローズともスムースです。開くとき閉じる時も変な音はありません。スムーズに動作してくれました、音声も歪みなく、レベルももとと同じレベルで出力は出てきました。

【N−チャンネルFETでのアナログSW】
N-CHANNEL-FET-SW

最初から、SQ回路は自作ユーザの回路を使っていましたが、ミュート回路として考え、アナログSW-ICでスケルチ動作に使うのもありですね。ただし実装は他の空きSWもうまく利用する必要がありますね。使うのはとてもいいのですが、今回の基板では別回路で組み上げる必要がありました。組み込みは無理でした。スペースとかの問題です。ディスクリートのN-FETを使ったアナログSWは10mFM信号で十分動作確認できましたので、早速回路図を最終に書き換えしました。(ノイズのバンドバスに直列共振回路を前に追加した状態での確認でした。特に直列共振回路追加による問題はありませんでした。SQレベル設定点も前と変化はありませんでした。)

【N-FETでのSQ回路修正】
JR-310-FM-DET-AND-SQ-VER3-A
【FET-SQ差し替え分のパターン修正実施】
バンドパスの直列共振回路も入れています。
JR-310-FM-DET-AND-SQ-VER-A-BOTTOM

基板切削の準備はできています。
今週末に基板切削できれば、よいかと思っています。
JR-310でも10mFMがよく聞こえます。今日はS9以上の局が結構いました。コンディションもベスト状態のようでした。
早くケースのネジ締めて、シャックに並べて他の無線機で送信、JR-310で受信などができればと思います。そのための検討も必要ですが、Hi !

つづく?

JR-310プチレストアその29

JR-310用のFM検波回路とSQ回路基板での10mFMの受信確認ができて、DDS-局発回路と一緒にして組み込もうと思っていましたが、やはりSQのオン、オフ時のポップ音が大きく、多少不快なので、少し検討開始しました。トランジスタでのFM検波信号をノイズ信号抑圧でオン、オフする場合、トランジスタ回路のベースバイアスでのSW処理のため相当のノイズが発生してしまいます。しかも、ほとんどの自作トランジスタ回路を試した人たちもFM検波信号のオフ時の音声漏れで悩まされています。(SQが聞いている時の信号漏れ)ある自作回路ではAFアンプICの信号制御端子を利用してAF信号アンプ自体でAF信号処理する方法で解決している人もいました。他の方法はないかと、色々と探してみたところ、FETでのソース電圧によるオン、オフ回路がありました。ブレッドボードでひとまず確認です。電界効果トランジスタでの音声のオンオフです。意外と定数を選ぶとうまい具合にSQ時のポップオンが消えスケルチのストレスがなくなりました。また高域の漏れもなくなり、とても良い感じです。フレッドボードでの確認回路をトランジスタでのSQオンオフ回路パーツを全部取り外し、同じパターンを利用して、同じ基板に組込してみました。パターンに組み込んでのテストでも実験回路と同じ動作です。SQ動作がかなり改善されました。早速CAD EAGLEで回路図修正とパターン化まで行いました。

【SQ改善対策済み回路】
FETによるFM検波信号のSQ信号(H,L)でのON/OFF
SQ-CIRCUIT-CHANGE2

【SQ回路改善済みBOTTOMパターン】
ポリゴン処理もスペース間隔も以前処理より狭くしています。
SQ-CIRCUIT-CHANGE-BOTTM

SQ回路のFM検波信号のオンオフを電界効果トランジスタ(FET)を使う選択は正解のようです。

もう一つ改善プラスアルファとして検波信号前のIF信号のノイズ信号帯域を使うSQ制御回路のバンドパスを更に選択度を上げる対応として同じ共振周波数での直列共振回路を追加し、選択度を上げる実験をしました。ネットワークアナライザでの確認では前のバンドパス(並列回路)を信号−グランド間に入れた場合より、直列共振回路を前段に入れることにより、かなり共振周波数帯域以外のIF信号成分が減衰し、目的の動作に近くなると見込んでいます。(音声や、他の変調信号でのキャリア信号処理上の影響がなくなる)パーツ単体(コイルとコンデンサ)でエアー配線上での確認です。この確認はSQ回路上には入れてますが、実際の動作確認はこれからです。SSB用フィルタ追加時も平均信号レベルが若干さがりましたからSQのバンドパス帯域が狭くなる分、レベル調整が必要となってくるかもしれません。時間を見て、基板に直列共振回路を追加し、確認をしてみたいと思います。バッファーがいるかどうかはこれからとなります。最悪、うまく行かなかった場合はジャンパー処理で対処です。Hi!
やはり、少しでも気になったことがあった場合は、改善を試みる事は、とても大切ですね!

つづく?

JR-310プチレストアその28

JR-310に仮ですが、DDS局発回路を組み込みましたので、肝心のFM検波回路とSQ基板もドッキングして実際の10mFMを受信確認してみました。初めての10mFMの本物の信号受信です。今日は10mFMが少しオープンしていてラッキーです。

■10mはバンドSWでは29.1MHzからとなっていますが、DDSでの局発で、29.0MHzとなります。
JR-310-10mFM-RECIEVE

【10mFM受信動画】
ワイス検波回路がうまく動作してくれて、きれいにFM信号を受信しています。6エリア局あたりが開けているようです。アンテナは7mHの自作ツェップアンテナです。Sで最大55ぐらいでした。

■HL5局が聞こえてました。SQ回路はオープン状態にて受信しました。


10mFMのVFOダイヤルでの周波数は感覚で合わせる感じですが、問題なく復調できました。FM検波のワイス復調回路動作はOKでした。SQ回路は少しポップノイズが多い感じですが、SQを深く設定すると、ポップノイズはなくなります。かかりかけのスレッシュホールドのあたりでは使わないようにすればいい感じかと思いました。Sも深くかけてもS1では開きました。

さて、これから、FM復調回路及びSQ回路基板をJR-310に組み込みを考えたいと思います。

つづく?

JR-310プチレストアその27

JR-310の第一局発のDDSの組み込みをやりました。現在のDDS回路基板は最初のFM検波回路のついた基板ですが、DDS回路のみで使うという事で、本体にまずは組み込みしてみました。新しいDDS局発回路飲みの基板パターンも既に作製してあります。機会をみて切削し、仮組み込みと入れ替えをします。
組み込んだ後は、まずは全バンドが受信できるかを最初に確認します。

ArduinoNANAOのバンド入力ポート11個ありますが、これをJR-310の局発用クリスタルのついていたロータリーSWにクリスタルの代わりに全ポートを繋ぎます。もちろん元々付いていた各バンド用の局発発振用クリスタルは全部外します。それと、28MHzと50MHz、28.5Mと50.5MHzはジャンパーされて同じ局発となるようになっていますが、ArduinoNANOの入力ポート11個でそれぞれ判断するので、ロータリーSWについている上記2つの組み合わせは必要ないので、ジャンパーワイヤーは全部取り外します。各端子は単独のバンド検出用のロータリーSWとして使います。そのための作業から開始です。

うまいことにクリスタルは一番後ろの取り外しやすいロータリーSWにつながっているので、固定している金具類をシャーシからはずして、ロータリー固定SWのホルダー金具を外すと取り外しが可能となっています。下記の金具を取り外し、次にワッシャーとスペーサーを外します。この状態でロータリーSW部分が取り外せます。

①ロータリー固定金具類の取り外し
DDS2

②ロータリーSW部のとりはずし わざと錫メッキ線をつけてあるのは14MHzのマーキング代わりです。
回転部が汚れているので、清掃を兼ねて、少し磨きました。ピカールを少量綿棒につけ、端子には触らない様にリング部のみ磨きます。磨きは細い綿棒が適しています。磨き終わった後、ピカールの汚れた成分は残らないようにきれいな綿棒で拭き取ります。その後エチルアルコールで脂分を取り除きます。
DDS1

③接点復活スプレー処理します。
吹付けはしてはいけません。綿棒に少量つけて、回転接点部に塗ります。本当に薄く膜がつく程度です。DDS3

使用した細い綿棒
(太い綿棒では接点に引っかかり糸くずが絡みうまくありませんでした。)
DDS4

NGな綿棒(太い綿棒)
DDS5

④ロータリーSWへの配線
共通の局発用のジャンパーを外しと29.1MHzのバンドクリスタル増設用の3Pラグ板も取り外します。
その後にArduinoNANOの入力11ポートに繋ぐワイヤーをSWに配線です。ワイヤーの色は同じものがありますが、中心に常時コンタクトしている端子の左が1で右回りに次が2,3,4,5,6,7,8,9,10,11です。
バンドの対応はArduinoNANOの局発作製時のブログのスケッチのとおりです。

1:1.8MHz OR 1.9MHz
2:3.5MHz
3:7.0MHz
4:14.0MHz
5:21.0MHz
6:28.0MHz
7:28.5MHz
8:29.0MHz(元:29.1MHz)FMバンド復調用に29.0にしています。29.0-29.3MHz :FMバンド
9:50.0MHz(28.0MHz使用)
10:50.5MHz(28.5MHz使用)
11:JJY
DDS7

⑤配線したバンド用ワイヤーの付いたロータリーSWをもとの場所に取り付けます。
外した逆の順番でもとに戻してゆきます。
DDS6

⑥シャーシ穴から表にワイヤーを通します。
通した後にオス端子に各端子をバンド順にはんだ付けです。
DDS9

⑦端子のショート防止用に熱収縮チューブ処理
一番右はアースですが、基板自体がシャーシと金具で繋がるので、わざわざロータリーSWまでのワイヤーはありません。ロータリーSW近くのシャーシアースから繋ぎます。
(各バンドのどれか1つの端子をグランドに落とすとその端子のバンドの第一局発周波数が発振する仕様です。)
DDS10
部品が取り付けありますが、使わない回路で電源は繋がらないので動作しない状態です。DDS部だけ動作します。

⑧上から見た状態
今回は電源はUSBから供給しました。動作確認で、電源部の検討実験が間に合わなかったため暫定処置です。
DDS8

入力ポートの線材も引き回し箇所を定めて固定が必要ですね。AFアンプの6BM8に触っています。
DDS12

上からの全体像
DDS11

⑨ArduinoNANOの局発DDS出力は水晶がロータリーSWでつながる1/2の6BL8の3極管のグリッドに接続しました。以下試した結果からです。
一応3極管部を外して、2/2の1’stMIXの6BL8の7ピン(第一グリッド)につながる局発信号注入用の2pFにダイレクトに繋いでみましたが、動作はしますが、受信信号レベルが小さくてSメーターがあまり振れない状態でNGでした。やはり局発の信号出力レベルが足りないようです。3極管部を使う本当のクリスタルの変わりのDDS接続で正常動作してくれました。

⑩各バンドの受信確認。
3.5MHz,7MHZ,14MHz,21MHz,28MHz,28.5MHz,50.0MHz,50.5MHz,WWV(15MHz)
SGを使い確認しました。WWVバンドは確認しませんでしたが、アマチュア無線の全バンドSメータも十分振れる受信調整ができました。今日は7MHzで7エリアのサービス局がとても強力に受信できました。
AMも7MHz帯の北京の日本語放送がフルスケールできれいに受信できました。ワイドではとてもきれいないい音で聞こえました。日中は21MHzも各4,5,6エリアの信号が強力に聞こえてました。最近7MHzは夜遅くまで国内局が聞こえていますね。明日あたりどこかのバンドで久々にQSOに出てみようかと思います。

明日は、JR-310用のDDS基板への配線の引き回し固定をしたいと思います。
もうすぐ明日です。笑!笑!

つづく?

FRDX-400 FMモード追加プチレストアその2

FRDX-400のFMオプションを基板を回路図からパターン化したのですが、基板サイズを間違えていました。当初現物の穴ふさぎの鉄板のサイズを図り、基板と同じイメージで進めていましたが、今一度、先のオークションの上からの基板写真を見て長編の80mmを画像のサイズを任意調整合わせてみたところもう片側は50mm丁度の寸法で、既に鉄板サイズで作成した基板サイズは、80mmX53mmと53mmの方が3mm 長いということが判明しました。こうなると、基板のサイズ3mmをつめる必要が出てきます。しかし、実際の基板はパターン幅2mmの穴径0.9mmで作製しています。これ以上に細めると穴の周りの半田領域が少なすぎて上手くないので、結局、部品の位置を入れ替えたりと真空管9Pソケット位置を移動して3mm幅を減らす工面を行いました。今までは斜めのパターンは使っておらず、直角での引き回しでは、不可能に近いほど、ギチギチでしたが、この際、斜めのパターンも数カ所使って、結構考えて何とか80mmX50mmの基板サイズ内にパターンを収めることが出来ました。また、基板取り付け穴も基板端から5mmの位置の各コーナーに穴を開けていましたが、実物台サイズ写真より測定した基板端より4mm位置の穴に変更しました。パターンの引き回し設定で直角なパターンは切削が楽です。ステップモーターが片側のみ回転なのである程度誤差の要素がへるので精度が出やすいため直線をよく使っていました。斜めではX,Yの両方のステッピングモーターが同時に動くので、誤差の不確定要素が2つあることになります。
他には、特に問題となることはないと思いますが、今まで基板取り付け穴の周りはアースパターンがありましたが、今回の3mm幅サイズを小さくした事と穴位置が基板端より4mmの位置なった事により、穴の周りのアースパターンは、一部なくなりました。

■FM検波回路とSQ回路のBOTTOMパターン
一旦完成しましたが、コンデンサのランドが小さいので少し拡張補強をしたいと思っています。
80-50-BOTTOM-PATTERN

■PRESET TOPの部品シルクと穴
80-50-SILK

実物台に写真サイズを合わせ寸法を図り直したことで、寸法違いが判明しました。穴塞ぎの鉄板のサイズは基板サイズとは違っていたということでの、パターン修正でした。FMオプション基板の写真情報からのサイズ確認して良かったということになります。FM-DETECTOR-2
あまりにも強引なパターン作成進行でしたので、やはり、間違いが潜んでいたということです。
あとは、問題は無いとは思うのですが、動くかもわからない試作なので、やってみてだめなら、また修正してという、おきらく対応でやってゆくことにします。

つづく?

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